Është e rëndësishme të dihet dhe të kuptohet se si kryhen kalimet ndërmjet gjendjeve agregate të substancave. Skema e këtyre tranzicioneve është paraqitur në Figurën 4.

5 - sublimim (sublimim) - kalim nga gjendje e ngurtë në të gaztë, duke anashkaluar lëngun;

6 - desublimimi - kalimi nga gjendje e gaztë në të ngurtë pa kaluar nëpër lëng.

B. 2 Shkrirja e akullit dhe ngrirja e ujit (kristalizimi)
Nëse vendosni akull në një balonë dhe filloni ta ngrohni me djegës, do të vini re se temperatura e tij do të fillojë të rritet derisa të arrijë pikën e shkrirjes (0 o C). Pastaj do të fillojë procesi i shkrirjes, por temperatura e akullit nuk do të rritet dhe vetëm pas përfundimit të procesit të shkrirjes së të gjithë akullit, temperatura e ujit të formuar do të fillojë të rritet.

Përkufizimi. Shkrirja- procesi i kalimit nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme. Ky proces zhvillohet në një temperaturë konstante.

Temperatura në të cilën një substancë shkrihet quhet pika e shkrirjes dhe është një vlerë e matur për shumë lëndë të ngurta dhe për këtë arsye është një vlerë tabelare. Për shembull, pika e shkrirjes së akullit është 0 o C, dhe pika e shkrirjes së arit është 1100 o C.

Procesi i kundërt i shkrirjes - procesi i kristalizimit - konsiderohet gjithashtu i përshtatshëm nga shembulli i ngrirjes së ujit dhe shndërrimit të tij në akull. Nëse merrni një provëz me ujë dhe filloni ta ftohni, atëherë në fillim do të ketë një ulje të temperaturës së ujit derisa të arrijë 0 o C, dhe më pas do të ngrijë në një temperaturë konstante), dhe pas ngrirjes së plotë , ftohje e mëtejshme e akullit të formuar.
Nëse proceset e përshkruara konsiderohen nga pikëpamja energjia e brendshme trupat, pastaj gjatë shkrirjes, e gjithë energjia e marrë nga trupi harxhohet për shkatërrimin e rrjetës kristalore dhe dobësimin e lidhjeve ndërmolekulare, kështu që energjia nuk harxhohet për ndryshimin e temperaturës, por për ndryshimin e strukturës së substancës dhe ndërveprimin e grimcave të tij. Në procesin e kristalizimit, shkëmbimi i energjisë ndodh në drejtim i kundërt: trupi lëshon nxehtësi mjedisi, dhe energjia e saj e brendshme zvogëlohet, gjë që çon në një ulje të lëvizshmërisë së grimcave, një rritje të ndërveprimit midis tyre dhe ngurtësim të trupit.

Tabela e shkrirjes dhe kristalizimit

Është e dobishme të jeni në gjendje të përshkruani grafikisht proceset e shkrirjes dhe kristalizimit të një substance në një grafik. Përgjatë boshteve të grafikut janë vendosur: boshti i abshisës - koha, boshti i ordinatave - temperatura e substancës. Si substancë në studim, ne do të marrim akullin në një temperaturë negative, d.m.th., atë që, me marrjen e nxehtësisë, nuk do të fillojë menjëherë të shkrihet, por do të nxehet deri në pikën e shkrirjes. Le të përshkruajmë seksionet në grafik, të cilat përfaqësojnë procese të veçanta termike:
Gjendja fillestare - a: ngrohja e akullit në temperaturën e shkrirjes prej 0 o C;
a - b: procesi i shkrirjes në një temperaturë konstante prej 0 o C;
b - pikë me një temperaturë të caktuar: ngrohja e ujit të formuar nga akulli në një temperaturë të caktuar;
Pika me një temperaturë të caktuar - c: uji ftohës deri në pikën e ngrirjes 0 o C;
c - d: procesi i ngrirjes së ujit në një temperaturë konstante prej 0 o C;
d - gjendja përfundimtare: ftohja e akullit deri në një temperaturë negative.

Çfarë është "pika e trefishtë" dhe si të përcaktohen koordinatat e saj? Eksperimentet tregojnë se për secilën substancë ekzistojnë kushte (presion dhe temperaturë) në të cilat avulli, lëngu dhe kristali mund të bashkëjetojnë njëkohësisht për një kohë arbitrare të gjatë. Për shembull, nëse vendosni ujë me akull lundrues në një enë të mbyllur në zero gradë, atëherë brenda hapesire e lire si uji ashtu edhe akulli do të avullojnë. Sidoqoftë, në një presion avulli prej 0,006 atm. (ky është presioni i tyre "vet", pa marrë parasysh presionin e krijuar nga ajri) dhe një temperaturë prej 0.01 ° C, rritja e masës së avullit do të ndalet. Tani e tutje, akulli, uji dhe avulli do të ruajnë masat e tyre për një kohë të pacaktuar. Kjo është pika e trefishtë për ujin (diagrami majtas). Nëse uji ose avulli vendoset në kushtet e rajonit të majtë, ato do të bëhen akull. Nëse një trup i lëngshëm ose i ngurtë futet në "rajonin e poshtëm", ​​atëherë do të merret avulli. Në zonën e duhur, uji do të kondensohet dhe akulli do të shkrihet.

Një diagram i ngjashëm mund të ndërtohet për çdo substancë. Qëllimi i diagrameve të tilla është t'i përgjigjen pyetjes: cila gjendje e materies do të jetë e qëndrueshme në një presion të tillë dhe në një temperaturë të tillë. Për shembull, diagrami në të djathtë është për dioksidin e karbonit. Pika e trefishtë për këtë substancë ka një koordinatë "presioni" prej 5.11 atm, domethënë shumë më tepër se normalja. Presioni i atmosferës. Prandaj, në kushte normale (presion 1 atm), ne mund të vëzhgojmë vetëm tranzicione "më poshtë pikë e trefishtë”, domethënë shndërrimi i pavarur i një trupi të ngurtë në gaz. Në një presion prej 1 atm, kjo do të ndodhë në një temperaturë prej -78 °C (shih linjat e koordinatave me pika nën pikën e trefishtë).

Ne të gjithë jetojmë "afër" vlerave të "kushteve normale", domethënë, kryesisht në një presion afër një atmosfere. Prandaj, nëse presioni atmosferik është më i ulët se presioni që korrespondon me pikën e trefishtë, kur trupi nxehet, nuk do të shohim lëng, trupi i ngurtë do të kthehet menjëherë në avull. Pikërisht kështu sillet "akulli i thatë", i cili është shumë i përshtatshëm për shitësit e akulloreve. Briketat e akullores mund të zhvendosen me copa "akulli të thatë" dhe mos kini frikë se akullorja do të laget. Nëse presioni që korrespondon me pikën e trefishtë është më i vogël se atmosferik, atëherë substanca i përket "shkrirjes" - kur temperatura rritet, së pari kthehet në një lëng, dhe më pas vlon.

Siç mund ta shihni, tiparet e transformimeve agregate të substancave varen drejtpërdrejt nga mënyra se si vlerat aktuale të presionit dhe temperaturës lidhen me koordinatat e "pikës së trefishtë" në diagramin "presion-temperaturë".

Dhe në përfundim, le të përmendim substancat e njohura për ju, të cilat gjithmonë sublimohen në kushte normale. Ky është jod, grafit, "akulli i thatë". Në presione dhe temperatura të ndryshme nga normalja, këto substanca mund të vërehen si në gjendje të lëngshme ashtu edhe në gjendje të vluar.

(C) 2013. Physics.ru me pjesëmarrjen e A.V. Kuznetsova (Samara)

Në varësi të kushteve, trupat mund të jenë në gjendje të lëngët, të ngurtë ose të gaztë. Këto shtete quhen gjendjet agregate të materies .

Në gazra, distanca midis molekulave është shumë më shumë madhësi molekulat. Nëse muret e enës nuk ndërhyjnë me gazin, molekulat e tij shpërndahen.

Në lëngjet dhe trupat e ngurtë, molekulat janë më afër njëra-tjetrës dhe për këtë arsye nuk mund të lëvizin larg njëra-tjetrës.

Kalimi nga një gjendje agregate në një tjetër quhet tranzicioni fazor .

Kalimi i një lënde nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme quhet shkrirja , dhe temperatura në të cilën ndodh kjo është pika e shkrirjes . Transferimi i materies nga gjendje e lëngshme në një të ngurtë të quajtur kristalizimi , dhe temperatura e tranzicionit është temperatura e kristalizimit .

Sasia e nxehtësisë që lirohet gjatë kristalizimit të një trupi ose që thithet nga trupi gjatë shkrirjes, për njësi masë të trupit, quhet nxehtësia specifike e shkrirjes (kristalizimi) λ:

Gjatë kristalizimit, lirohet e njëjta sasi nxehtësie sa përthithet gjatë shkrirjes.

Kalimi i një lënde nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të gaztë quhet avullimi . Kalimi i një lënde nga një gjendje e gaztë në një gjendje të lëngshme quhet kondensimi . Sasia e nxehtësisë e nevojshme për avullim (liruar gjatë kondensimit):

Avullimi nga sipërfaqja e një lëngu quhet avullimi . Avullimi mund të bëhet në çdo temperaturë. Kalimi i lëngut në avull, i cili ndodh në të gjithë vëllimin e trupit, quhet duke vluar , dhe temperatura në të cilën lëngu vlon është pikë vlimi .

Së fundi, sublimimi - ky është kalimi i një substance nga një gjendje e ngurtë drejtpërdrejt në një gjendje të gaztë, duke anashkaluar fazën e lëngshme.

Nëse parametrat e tjerë mjedisi i jashtëm(në veçanti, presioni) mbeten konstante, atëherë temperatura e trupit në procesin e shkrirjes (kristalizimit) dhe vlimit nuk ndryshon.

Nëse numri i molekulave që largohen nga lëngu është i barabartë me numrin e molekulave që kthehen në lëng, atëherë ata thonë se ka ardhur një ekuilibër dinamik midis lëngut dhe avullit të tij. Një avull në ekuilibër dinamik me lëngun e tij quhet

Në këtë seksion, ne do të shikojmë gjendjet agregate, në të cilën ndodhet materia që na rrethon dhe forcat e ndërveprimit ndërmjet tyre grimcat e materies, karakteristikë e secilës prej gjendjeve agregate.

1. Gjendja e ngurtë,

2. gjendje e lëngshme dhe

3. gjendje e gaztë.

Shpesh ka një të katërt gjendja e grumbullimit – plazma.

Ndonjëherë, gjendja e plazmës konsiderohet si një nga llojet e gjendjes së gaztë.

Plazma - gaz i jonizuar pjesërisht ose plotësisht, më së shpeshti gjendet në temperaturat e larta Oh.

Plazmaështë gjendja më e zakonshme e materies në univers, pasi çështja e yjeve është në këtë gjendje.

Për të gjithë gjendja e grumbullimit tipare karakteristike në natyrën e bashkëveprimit ndërmjet grimcave të një lënde, që ndikon në vetitë e saj fizike dhe kimike.

Çdo substancë mund të jetë në gjendje të ndryshme grumbullimi. Në temperatura mjaft të ulëta, të gjitha substancat janë brenda gjendje e ngurtë. Por ndërsa nxehen, ato bëhen lëngjeve, pastaj gazrat. Me ngrohjen e mëtejshme, ato jonizohen (atomet humbasin disa nga elektronet e tyre) dhe kalojnë në gjendje plazma.

Gazi

gjendje e gaztë(nga holandishtja. gaz, kthehet në greqishten e tjera. Χάος ) karakterizohet nga lidhje shumë të dobëta midis grimcave përbërëse të tij.

Molekulat ose atomet që formojnë gazin lëvizin rastësisht dhe, në të njëjtën kohë, ato janë në distanca të mëdha (në krahasim me madhësitë e tyre) nga njëra-tjetra për shumicën e kohës. Në këtë mënyrë forcat e ndërveprimit ndërmjet grimcave të gazit janë të papërfillshme.

Tipari kryesor i gazitështë se ajo mbush të gjithë hapësirën në dispozicion pa formuar një sipërfaqe. Gazrat gjithmonë përzihen. Gazi është një substancë izotropike, domethënë, vetitë e tij nuk varen nga drejtimi.

Në mungesë të gravitetit presioni e njëjta gjë në të gjitha pikat e gazit. Në fushën e forcave gravitacionale, dendësia dhe presioni nuk janë të njëjta në çdo pikë, duke u zvogëluar me lartësinë. Prandaj, në fushën e gravitetit, përzierja e gazeve bëhet johomogjene. gaze të rënda priren të vendosen më poshtë dhe më shumë mushkëritë- për të shkuar lart.

Gazi ka një kompresueshmëri të lartë- kur presioni rritet, dendësia e tij rritet. Ndërsa temperatura rritet, ato zgjerohen.

Kur kompresohet, një gaz mund të kthehet në një lëng., por kondensimi nuk ndodh në asnjë temperaturë, por në një temperaturë nën temperaturën kritike. Temperatura kritike është një karakteristikë e një gazi të veçantë dhe varet nga forcat e bashkëveprimit midis molekulave të tij. Kështu, për shembull, gazi helium mund të lëngëzohet vetëm në temperatura më poshtë 4.2 mijë.

Ka gazra që kur ftohen, kalojnë në një trup të ngurtë, duke anashkaluar fazën e lëngshme. Shndërrimi i një lëngu në gaz quhet avullim, dhe shndërrim i drejtpërdrejtë trup i fortë në gaz sublimimi.

Të ngurta

Gjendja e ngurtë në krahasim me gjendjet e tjera të grumbullimit karakterizohet nga qëndrueshmëria e formës.

Të dallojë kristalore dhe trupat e ngurtë amorfe.

Gjendja kristalore e materies

Qëndrueshmëria e formës së trupave të ngurtë është për faktin se shumica e trupave të ngurtë kanë strukturë kristalore.

Në këtë rast, distancat midis grimcave të substancës janë të vogla, dhe forcat e ndërveprimit midis tyre janë të mëdha, gjë që përcakton qëndrueshmërinë e formës.

Është e lehtë të verifikohet struktura kristalore e shumë trupave të ngurtë duke ndarë një pjesë të materies dhe duke ekzaminuar thyerjen që rezulton. Zakonisht, në një pushim (për shembull, në sheqer, squfur, metale, etj.), fytyrat e vogla kristalore të vendosura në kënde të ndryshme janë qartë të dukshme, që shkëlqejnë për shkak të reflektimit të ndryshëm të dritës prej tyre.

Kur kristalet janë shumë të vogla, struktura kristalore substancat mund të identifikohen duke përdorur një mikroskop.

Format e kristalit

Çdo substancë formon kristalet formë e përcaktuar në mënyrë perfekte.

Shumëllojshmëria e formave kristalore mund të përmblidhet në shtatë grupe:

1. Triklinik(paralelepiped),

2.Monoklinike(prizëm me një paralelogram në bazë),

3. Rombike (kuboid),

4. katërkëndore(parallelepiped drejtkëndëshe me një katror në bazë),

5. Trigonale,

6. Gjashtëkëndor(prizëm me bazën e të djathtës në qendër
gjashtëkëndësh),

7. kub(kub).

Shumë substanca, veçanërisht hekuri, bakri, diamanti, kloruri i natriumit, kristalizohen në sistem kub. Format më të thjeshta të këtij sistemi janë kub, tetëkëndësh, katërkëndësh.

Magnezi, zinku, akulli, kuarci kristalizohen sistemi gjashtëkëndor. Format kryesore të këtij sistemi janë prizmat gjashtëkëndore dhe bipiramida.

Kristalet natyrore, si dhe kristalet e marra artificialisht, rrallë korrespondojnë saktësisht me format teorike. Zakonisht, kur substanca e shkrirë ngurtësohet, kristalet rriten së bashku dhe për këtë arsye forma e secilit prej tyre nuk është mjaft e saktë.

Sidoqoftë, pavarësisht se sa në mënyrë të pabarabartë zhvillohet kristali, pavarësisht se sa e shtrembëruar forma e tij, këndet në të cilat faqet e kristalit konvergojnë në të njëjtën substancë mbeten konstante.

Anizotropia

Veçoritë trupa kristalorë nuk kufizohen vetëm në formën e kristaleve. Megjithëse substanca në një kristal është krejtësisht homogjene, shumë prej tyre vetitë fizike- forca, përçueshmëria termike, raporti me dritën etj. - nuk janë gjithmonë të njëjta në drejtime të ndryshme brenda kristalit. Kjo veçori e rëndësishme e substancave kristalore quhet anizotropia.

Struktura e brendshme e kristaleve. Rrjeta kristalore.

Forma e jashtme e kristalit e reflekton atë strukturën e brendshme dhe është për shkak të rregullimit të saktë të grimcave që përbëjnë kristalin - molekulat, atomet ose jonet.

Kjo marrëveshje mund të përfaqësohet si rrjetë kristali- një kornizë hapësinore e formuar nga kryqëzimi i vijave të drejta. Në pikat e kryqëzimit të linjave - nyjet e rrjetës janë qendrat e grimcave.

Në varësi të natyrës së grimcave të vendosura në nyjet e rrjetës kristalore dhe nga forcat e ndërveprimit ndërmjet tyre mbizotërojnë në një kristal të caktuar, dallohen llojet e mëposhtme grila kristalore:

1. molekulare,

2. atomike,

3. jonike dhe

4. metali.

Rrjetat molekulare dhe atomike janë të natyrshme në substancat me lidhje kovalente, jonike - te komponimet jonike, metalike - te metalet dhe lidhjet e tyre.

Në nyjet e rrjetave atomike janë atomet. Ata janë të lidhur me njëri-tjetrin lidhje kovalente.

Ka relativisht pak substanca që kanë rrjeta atomike. Ato i përkasin diamant, silikon dhe disa komponime inorganike.

Këto substanca karakterizohen nga fortësi e lartë, ato janë refraktare dhe praktikisht të patretshme në asnjë tretës. Këto veti janë për shkak të qëndrueshmërisë së tyre. lidhje kovalente.

Molekulat janë të vendosura në nyjet e rrjetave molekulare. Ata janë të lidhur me njëri-tjetrin forcat ndërmolekulare.

Ka shumë substanca me një rrjetë molekulare. Ato i përkasin jometalet, me përjashtim të karbonit dhe silikonit, të gjitha komponimet organike me lidhje jojonike dhe shumë komponime inorganike.

Forcat e bashkëveprimit ndërmolekular janë shumë më të dobëta se forcat e lidhjeve kovalente, prandaj kristalet molekulare kanë fortësi të ulët, të shkrirë dhe të paqëndrueshme.

Në nyjet e grilave jonike ndodhen jonet e ngarkuar pozitivisht dhe negativisht, të alternuara. Ata janë të lidhur me njëri-tjetrin me forca tërheqje elektrostatike.

Komponimet jonike që formojnë rrjeta jonike përfshijnë shumica e kripërave dhe një numër i vogël oksidesh.

Nga forca grilat jonike inferiore ndaj atomike, por tejkalojnë molekularin.

Përbërjet jonike kanë pika shkrirjeje relativisht të larta. Paqëndrueshmëria e tyre në shumicën e rasteve nuk është e madhe.

Në nyjet e grilave metalike ka atome metalike, ndërmjet të cilave elektronet e zakonshme për këto atome lëvizin lirshëm.

Prania e elektroneve të lira në rrjetat kristalore të metaleve mund të shpjegojë shumë nga vetitë e tyre: plasticitetin, lakueshmërinë, shkëlqimin metalik, përçueshmërinë e lartë elektrike dhe termike.

Ekzistojnë substanca në kristalet e të cilave dy lloje ndërveprimesh midis grimcave luajnë një rol të rëndësishëm. Pra, në grafit, atomet e karbonit janë të lidhur me njëri-tjetrin në të njëjtat drejtime. lidhje kovalente, dhe në të tjerat metalike. Prandaj, rrjeta e grafitit mund të konsiderohet edhe si bërthamore, Dhe si metalike.

Në shumë komponime inorganike, për shembull, në BeO, ZnS, CuCl, lidhja midis grimcave të vendosura në vendet e rrjetës është pjesërisht jonike, dhe pjesërisht kovalente. Prandaj, grilat e komponimeve të tilla mund të konsiderohen si të ndërmjetme ndërmjet jonike dhe atomike.

Gjendja amorfe e materies

Vetitë e substancave amorfe

Ndër trupat e ngurtë ka nga ata në të cilët nuk mund të gjenden shenja kristalesh në thyerje. Për shembull, nëse thyeni një copë xhami të zakonshme, atëherë thyerja e saj do të jetë e qetë dhe, ndryshe nga thyerjet e kristaleve, ajo kufizohet jo nga sipërfaqet e sheshta, por ovale.

Një pamje e ngjashme vërehet gjatë ndarjes së copave të rrëshirës, ​​ngjitësit dhe disa substancave të tjera. Kjo gjendje e materies quhet amorfe.

Dallimi midis kristalore dhe amorfe trupat është veçanërisht i theksuar në raportin e tyre me ngrohjen.

Ndërsa kristalet e secilës substancë shkrihen në një temperaturë të përcaktuar rreptësisht dhe në të njëjtën temperaturë ndodh një kalim nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të ngurtë, trupat amorfë nuk kanë temperaturë konstante shkrirja. Kur nxehet, trupi amorf gradualisht zbutet, fillon të përhapet dhe, më në fund, bëhet plotësisht i lëngshëm. Kur ftohet, gjithashtu gradualisht ngurtësohet.

Për shkak të mungesës së një pike specifike shkrirjeje, trupat amorfë kanë një aftësi të ndryshme: shumë prej tyre rrjedhin si lëngje, d.m.th. me veprim të zgjatur të forcave relativisht të vogla, ato gradualisht ndryshojnë formën e tyre. Për shembull, një copë rrëshirë e vendosur në një sipërfaqe të sheshtë përhapet në një dhomë të ngrohtë për disa javë, duke marrë formën e një disku.

Struktura e substancave amorfe

Dallimi midis kristalore dhe amorfe gjendja e materies është si më poshtë.

Rregullimi i renditur i grimcave në një kristal, e reflektuar nga qeliza njësi, ruhet në zona të mëdha kristalesh, dhe në rastin e kristaleve të formuar mirë - në tërësinë e tyre.

AT trupa amorfë vërehet vetëm rendi në renditjen e grimcave në zona shumë të vogla. Për më tepër, në një numër trupash amorfe edhe ky renditje lokale është vetëm i përafërt.

Ky dallim mund të përmblidhet si më poshtë:

• struktura kristal karakterizohet nga renditja me rreze të gjatë,
• struktura e trupave amorfë - afër.

Shembuj të substancave amorfe.

Substancat amorfe të qëndrueshme përfshijnë xhami(artificiale dhe vullkanike), natyrore dhe artificiale rrëshirat, ngjitësit, parafina, dylli dhe etj.

Kalimi nga një gjendje amorfe në një gjendje kristalore.

Disa substanca mund të jenë në gjendje kristalore dhe amorfe. Dioksidi i silikonit SiO 2 paraqitet në natyrë në formë të mirëformuar kristalet e kuarcit, si dhe në gjendje amorfe ( mineral stralli).

ku gjendja kristalore është gjithmonë më e qëndrueshme. Prandaj, një tranzicion spontan nga substancë kristalore në një gjendje amorfe është e pamundur, dhe transformimi i kundërt - një kalim spontan nga një gjendje amorfe në një gjendje kristalore - është i mundur dhe ndonjëherë vërehet.

Një shembull i një transformimi të tillë është devitrifikimi- kristalizimi spontan i qelqit në temperatura të larta, i shoqëruar me shkatërrimin e tij.

gjendje amorfe shumë substanca fitohen me shpejtësi të lartë të ngurtësimit (ftohjes) të shkrirjes së lëngshme.

Për metale dhe lidhje gjendje amorfe formohet, si rregull, nëse shkrirja ftohet për një kohë në rendin e fraksioneve ose dhjetëra milisekonda. Për gotat, një shkallë shumë më e ulët e ftohjes është e mjaftueshme.

Kuarci (SiO2) gjithashtu ka një shkallë të ulët kristalizimi. Prandaj, produktet e derdhura prej tij janë amorfe. Megjithatë, kuarci natyror, i cili kishte qindra e mijëra vjet për t'u kristalizuar gjatë ftohjes së kores së tokës ose shtresave të thella të vullkaneve, ka një strukturë me kokërr të trashë, në ndryshim nga qelqi vullkanik, i cili ka ngrirë në sipërfaqe dhe për këtë arsye është amorf. .

Lëngjet

Lëngu është një gjendje e ndërmjetme midis një të ngurtë dhe një gazi.

gjendje e lëngshmeështë e ndërmjetme midis gazit dhe kristalit. Sipas disa vetive, lëngjet janë afër gazrat, sipas të tjerëve - të trupa të ngurtë.

Me gazet, lëngjet bashkohen, para së gjithash, me anë të tyre izotropia dhe rrjedhshmëri. Kjo e fundit përcakton aftësinë e lëngut për të ndryshuar lehtësisht formën e tij.

Megjithatë densitet i lartë dhe kompresueshmëri e ulët lëngjet i afrojnë më shumë me trupa të ngurtë.

Aftësia e lëngjeve për të ndryshuar lehtësisht formën e tyre tregon mungesën e forcave të forta të ndërveprimit ndërmolekular në to.

Në të njëjtën kohë, kompresueshmëria e ulët e lëngjeve, e cila përcakton aftësinë për të mbajtur një vëllim konstant në një temperaturë të caktuar, tregon praninë, megjithëse jo të ngurtë, por ende të rëndësishme të forcave të ndërveprimit midis grimcave.

Raporti i energjisë potenciale dhe kinetike.

Çdo gjendje grumbullimi karakterizohet nga raporti i vet midis energjive potenciale dhe kinetike të grimcave të materies.

Për trupat e ngurtë, mesatarja energji potenciale grimcat është më e madhe se energjia mesatare e tyre kinetike. Prandaj, në trupat e ngurtë, grimcat zënë pozicione të caktuara në lidhje me njëra-tjetrën dhe vetëm lëkunden në lidhje me këto pozicione.

Për gazrat, raporti i energjisë është i kundërt, si rezultat i së cilës molekulat e gazit janë gjithmonë në një gjendje lëvizjeje kaotike dhe praktikisht nuk ka forca kohezive midis molekulave, kështu që gazi zë gjithmonë të gjithë vëllimin që i jepet.

Në rastin e lëngjeve, energjitë kinetike dhe potenciale të grimcave janë afërsisht të njëjta, d.m.th. grimcat janë të lidhura me njëra-tjetrën, por jo në mënyrë të ngurtë. Prandaj, lëngjet janë të lëngshme, por kanë një vëllim konstant në një temperaturë të caktuar.

Strukturat e lëngjeve dhe trupave amorfë janë të ngjashme.

Si rezultat i aplikimit të metodave në lëngje analiza strukturore zbuloi se struktura lëngjet janë si trupa amorfë. Shumica e lëngjeve kanë porosi me rreze të shkurtërështë numri i fqinjëve më të afërt për secilën molekulë dhe i tyre marrëveshje reciproke afërsisht e njëjtë në të gjithë vëllimin e lëngut.

Shkalla e renditjes së grimcave në lëngje të ndryshme është e ndryshme. Përveç kësaj, ajo ndryshon me temperaturën.

Në temperatura të ulëta, duke tejkaluar pak pikën e shkrirjes së një lënde të caktuar, shkalla e rendit në rregullimin e grimcave të një lëngu të caktuar është e lartë.

Ndërsa temperatura rritet, ajo zvogëlohet dhe ndërsa lëngu nxehet, vetitë e lëngut gjithnjë e më shumë i afrohen vetive të gazit. Kur arrihet temperatura kritike, dallimi midis lëngut dhe gazit zhduket.

Për shkak të ngjashmërisë në strukturën e brendshme të lëngjeve dhe trupave amorfë, këta të fundit shpesh konsiderohen si lëngje me viskozitet shumë të lartë dhe vetëm substancat në gjendje kristalore klasifikohen si të ngurta.

Përngjasimi trupa amorfë lëngjet, megjithatë, duhet të mbahet mend se në trupat amorfë, ndryshe nga lëngjet e zakonshme, grimcat kanë një lëvizshmëri të lehtë - njësoj si te kristalet.

Çdo trup mund të jetë në gjendje të ndryshme grumbullimi në temperatura dhe presione të caktuara - në gjendje të ngurtë, të lëngët, të gaztë dhe të plazmës.

Sepse kalimi nga një gjendje grumbullimi në një tjetër ndodh me kusht që ngrohja e trupit nga jashtë të ndodhë më shpejt se ftohja e tij. Dhe anasjelltas, nëse ftohja e trupit nga jashtë ndodh më shpejt se ngrohja e trupit për shkak të energjisë së tij të brendshme.

Gjatë kalimit në një gjendje tjetër grumbullimi, substanca mbetet e njëjtë, të njëjtat molekula do të mbeten, vetëm pozicioni i tyre relativ, shpejtësia e lëvizjes dhe forcat e ndërveprimit me njëri-tjetrin do të ndryshojnë.

Ato. një ndryshim në energjinë e brendshme të grimcave të trupit e transferon atë nga një fazë e gjendjes në tjetrën. Për më tepër, kjo gjendje mund të ruhet në një gamë të madhe temperaturash të mjedisit të jashtëm.

Kur ndryshon gjendja e grumbullimit, nevojitet një sasi e caktuar energjie. Dhe në procesin e tranzicionit, energjia nuk shpenzohet për ndryshimin e temperaturës së trupit, por për ndryshimin e energjisë së brendshme të trupit.

Le të shfaqim në grafik varësinë e temperaturës së trupit T (at presion konstant) mbi sasinë e nxehtësisë Q që i jepet trupit gjatë kalimit nga një gjendje grumbullimi në tjetrën.

Konsideroni një trup me masë m, e cila është në gjendje të ngurtë me një temperaturë T1.

Trupi nuk kalon menjëherë nga një gjendje në tjetrën. Së pari, energjia nevojitet për të ndryshuar energjinë e brendshme, dhe kjo kërkon kohë. Shkalla e tranzicionit varet nga masa e trupit dhe kapaciteti i tij i nxehtësisë.

Le të fillojmë të ngrohim trupin. Formulat mund të shkruhen si kjo:

Q = c⋅m⋅(T 2 -T 1)

Kjo është sasia e nxehtësisë që trupi duhet të thithë në mënyrë që të ngrohet nga temperatura T 1 në T 2 .

Kalimi i një trupi të ngurtë në një lëng

Më tej, në temperaturën kritike T 2, e cila është e ndryshme për çdo trup, lidhjet ndërmolekulare fillojnë të prishen dhe trupi kalon në një gjendje tjetër grumbullimi - të lëngët, d.m.th. Lidhjet ndërmolekulare dobësohen, molekulat fillojnë të lëvizin me një amplitudë më të madhe me shpejtësi më të madhe dhe më të madhe energjia kinetike. Prandaj, temperatura e të njëjtit trup në gjendje të lëngshme është më e lartë se në gjendjen e ngurtë.

Në mënyrë që i gjithë trupi të kalojë nga një gjendje e ngurtë në një gjendje të lëngshme, duhet kohë për të grumbulluar energji të brendshme. Në këtë kohë, e gjithë energjia nuk shkon për të ngrohur trupin, por për shkatërrimin e lidhjeve të vjetra ndërmolekulare dhe krijimin e të rejave. Sasia e energjisë që ju nevojitet:

λ - ngrohje specifike shkrirja dhe kristalizimi i një lënde në J/kg, për çdo substancë të vetën.

Pasi i gjithë trupi ka kaluar në gjendje të lëngët, ky lëng sërish fillon të nxehet sipas formulës: Q = c⋅m⋅(T-T 2); [J].

Kalimi i një trupi nga një gjendje e lëngshme në një gjendje të gaztë

Kur arrihet një temperaturë e re kritike T 3, fillon një proces i ri i kalimit nga lëngu në avull. Për të lëvizur më tej nga lëngu në avull, duhet të shpenzoni energji:

r - nxehtësia specifike e formimit të gazit dhe kondensimit të një substance në J / kg, secila substancë ka të sajën.

Vini re se kalimi nga gjendja e ngurtë në gjendje të gaztë është i mundur, duke anashkaluar fazën e lëngshme. Një proces i tillë quhet sublimimi, dhe procesi i kundërt është desublimimi.

Kalimi i një trupi nga një gjendje e gaztë në një gjendje plazmatike

Plazma- një gaz pjesërisht ose plotësisht i jonizuar në të cilin dendësia e pozitive dhe ngarkesa negative praktikisht e njëjta gjë.

Plazma zakonisht ndodh në temperatura të larta, nga disa mijëra °C e lart. Sipas metodës së formimit, dallohen dy lloje të plazmës: termike, e cila ndodh kur një gaz nxehet në temperatura të larta dhe e gaztë, e cila formohet gjatë shkarkimeve elektrike në një mjedis të gaztë.

Ky proces është shumë kompleks dhe ka një përshkrim të thjeshtë, madje edhe në jetën e përditshme nuk është i arritshëm për ne. Prandaj, ne nuk do të ndalemi në këtë çështje në detaje.